機(jī)械精度設(shè)計(jì)第九章

1、機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù) Design of mechanic precision & measurement technique2012.08第十一講第十一講機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù) 第九章第九章 圓柱齒輪的互換性圓柱齒輪的互換性 漸開線圓柱齒輪精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)漸開線圓柱齒輪精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)齒輪傳動(dòng)有許多優(yōu)點(diǎn)齒輪傳動(dòng)有許多優(yōu)點(diǎn)圓柱齒輪傳動(dòng)應(yīng)用很廣圓柱齒輪傳動(dòng)應(yīng)用很廣怎樣保證齒輪的互換性怎樣保證齒輪的互換性機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù) 9.1 9.1 齒輪傳動(dòng)的精度要求齒輪傳動(dòng)的精度要求1. 運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性要求運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性要求 要求以一轉(zhuǎn)為周期的傳

2、動(dòng)比恒定，即輪齒要求以一轉(zhuǎn)為周期的傳動(dòng)比恒定，即輪齒 分度的準(zhǔn)確性要求。分度的準(zhǔn)確性要求。對(duì)應(yīng)第對(duì)應(yīng)第I I公差組：公差組： FrFr（齒圈徑跳）齒圈徑跳） FwFw （公法線長度偏差公法線長度偏差) ) FpFp ( (周節(jié)偏差）周節(jié)偏差）機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)2. 傳動(dòng)平穩(wěn)性要求傳動(dòng)平穩(wěn)性要求要求以一齒為周期的傳動(dòng)比恒定，即齒形精度要要求以一齒為周期的傳動(dòng)比恒定，即齒形精度要求。求。 9.1 9.1 齒輪傳動(dòng)的精度要求齒輪傳動(dòng)的精度要求對(duì)應(yīng)第對(duì)應(yīng)第IIII公差組：公差組： ff （齒形偏差（齒形偏差 ） fpt（齒距偏差）齒距偏差） fpb（基節(jié)偏差）基節(jié)偏差）機(jī)械精

3、度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)3. 承載均勻性要求承載均勻性要求要求載荷在齒面上均勻分布，即接觸精度要求。要求載荷在齒面上均勻分布，即接觸精度要求。對(duì)應(yīng)第對(duì)應(yīng)第IIIIII公差組：公差組： F F（齒向公差齒向公差 ） 9.1 9.1 齒輪傳動(dòng)的精度要求齒輪傳動(dòng)的精度要求機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)4. 齒輪副嚙合側(cè)隙要求齒輪副嚙合側(cè)隙要求 Es（齒厚偏差）齒厚偏差） Ewm（公法線平均長度偏差）公法線平均長度偏差）共四個(gè)方面的精度要求共四個(gè)方面的精度要求 9.1 9.1 齒輪傳動(dòng)的精度要求齒輪傳動(dòng)的精度要求機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù) 9.2 9.2

4、漸開線圓柱齒輪的精度標(biāo)準(zhǔn)及其標(biāo)注漸開線圓柱齒輪的精度標(biāo)準(zhǔn)及其標(biāo)注1 1.漸開線圓柱齒輪的精度標(biāo)準(zhǔn)漸開線圓柱齒輪的精度標(biāo)準(zhǔn) GB10095-88 GB10095-88 m mn n 1-40 1-40 GB/T 10095.1-2001 GB/T 10095.1-2001 m mn n 0.5-70 0.5-702. 2. 等級(jí)：等級(jí)： 三個(gè)公差組，每組三個(gè)公差組，每組1212級(jí)級(jí) （1 11212級(jí)）級(jí)） 高級(jí)高級(jí)3 3、4 4、5 5，中級(jí)，中級(jí)6 6、7 7、8 8，低級(jí)，低級(jí)9 912 12 GB/T 10095.1-2001 13 GB/T 10095.1-2001 13級(jí)級(jí)機(jī)械精度設(shè)

5、計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)例如：例如：766 GM GB10095-88 齒厚下偏差齒厚下偏差 齒厚上偏差齒厚上偏差 第第III公差組的精度等級(jí)公差組的精度等級(jí) 第第II公差組的精度等級(jí)公差組的精度等級(jí) 第第I公差組的精度等級(jí)公差組的精度等級(jí)7 FL GB10095-884 ( ) GB10095-88-0.300-0.495 9.2 9.2 漸開線圓柱齒輪的精度標(biāo)準(zhǔn)及其標(biāo)注漸開線圓柱齒輪的精度標(biāo)準(zhǔn)及其標(biāo)注3. 3. 標(biāo)注：標(biāo)注： 三個(gè)組級(jí)齒厚偏差代號(hào)或數(shù)值三個(gè)組級(jí)齒厚偏差代號(hào)或數(shù)值 GB100095GB1000958888機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù) 9.3 9.3

6、各公差組常用檢驗(yàn)指標(biāo)各公差組常用檢驗(yàn)指標(biāo) 1.1. FrFr 齒圈徑向跳動(dòng)公差齒圈徑向跳動(dòng)公差 原因：齒坯在加工機(jī)床上的安裝存在偏心原因：齒坯在加工機(jī)床上的安裝存在偏心2. F Fw w 公法線長度變動(dòng)公差公法線長度變動(dòng)公差 原因：機(jī)床主軸存在分度誤差（運(yùn)動(dòng)偏心）原因：機(jī)床主軸存在分度誤差（運(yùn)動(dòng)偏心）3. F Fp p 周節(jié)累積公差周節(jié)累積公差 ， F Fp p 周節(jié)累積誤差周節(jié)累積誤差 分度圓上任意兩個(gè)同側(cè)齒面間的實(shí)際弧長與分度圓上任意兩個(gè)同側(cè)齒面間的實(shí)際弧長與 公稱弧長之差。公稱弧長之差。 用周節(jié)儀檢查。用周節(jié)儀檢查。 第第 I I 公差組指標(biāo)：公差組指標(biāo)：最常用的齒輪加工機(jī)床最常用的齒輪

7、加工機(jī)床滾齒機(jī)滾齒機(jī)最常用的齒輪加工機(jī)床最常用的齒輪加工機(jī)床滾齒機(jī)滾齒機(jī)齒輪副的接觸斑點(diǎn)齒輪副的接觸斑點(diǎn)一對(duì)相互嚙合的齒輪，在輕載下轉(zhuǎn)動(dòng)后齒面上形成的接一對(duì)相互嚙合的齒輪，在輕載下轉(zhuǎn)動(dòng)后齒面上形成的接觸痕跡的分布情況觸痕跡的分布情況 原因：原因：1. 齒向誤差齒向誤差 2. 箱體孔軸線平行度誤差箱體孔軸線平行度誤差 3. 懸臂式安裝的齒輪軸變形引起懸臂式安裝的齒輪軸變形引起 測(cè)量：分析接觸斑點(diǎn)測(cè)量：分析接觸斑點(diǎn)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)滾齒刀具和加工中的齒輪坯滾齒刀具和加工中的齒輪坯機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)Fr 齒圈徑向跳動(dòng)齒圈徑向跳動(dòng) ，由幾何偏心引起的

8、分度誤差，由幾何偏心引起的分度誤差機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)Fw 公法線長度偏差公法線長度偏差 ，由運(yùn)動(dòng)偏心引起的分度誤差，由運(yùn)動(dòng)偏心引起的分度誤差公法線公法線異向齒廓的基圓共切線異向齒廓的基圓共切線有兩個(gè)特點(diǎn)：有兩個(gè)特點(diǎn)：1. 二齒廓間的公法線長度一定二齒廓間的公法線長度一定 可算可算2. 二齒廓上切線平行二齒廓上切線平行 可測(cè)可測(cè)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)公法線長度的測(cè)量公法線長度的測(cè)量機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)周節(jié)檢查儀周節(jié)檢查儀用于周節(jié)累積誤差檢測(cè)用于周節(jié)累積誤差檢測(cè)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù) 9.3 9.3 各公

9、差組常用檢驗(yàn)指標(biāo)各公差組常用檢驗(yàn)指標(biāo) 第第 II 公差組指標(biāo)：公差組指標(biāo)： 控制齒形誤差，以減少振動(dòng)、噪聲，尤其是高控制齒形誤差，以減少振動(dòng)、噪聲，尤其是高速、精密傳動(dòng)時(shí)。速、精密傳動(dòng)時(shí)。1. ff 齒形公差，齒形公差， ff 齒形誤差齒形誤差齒的端截面上，包容實(shí)際齒廓的兩條設(shè)計(jì)齒廓之間的齒的端截面上，包容實(shí)際齒廓的兩條設(shè)計(jì)齒廓之間的法向距離。法向距離。 原因：刀具齒形誤差、成形運(yùn)動(dòng)原理誤差等原因：刀具齒形誤差、成形運(yùn)動(dòng)原理誤差等 測(cè)量：用漸開線檢查儀，用投影儀等測(cè)量：用漸開線檢查儀，用投影儀等機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)1. ff 齒齒形誤差形誤差機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精

10、度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)2. fpb 基節(jié)偏差基節(jié)偏差 相鄰?fù)瑐?cè)齒廓的基園切線距離與理論值之差相鄰?fù)瑐?cè)齒廓的基園切線距離與理論值之差 原因：刀具齒形誤差、成形運(yùn)動(dòng)原理誤差等原因：刀具齒形誤差、成形運(yùn)動(dòng)原理誤差等 測(cè)量：用基節(jié)檢查儀，用投影儀等測(cè)量：用基節(jié)檢查儀，用投影儀等ff、 fpb兩項(xiàng)可以單獨(dú)使用兩項(xiàng)可以單獨(dú)使用機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù) 第第 III 公差組指標(biāo)：公差組指標(biāo)： 控制載荷分布的均勻性，以避免局部載荷集中造成控制載荷分布的均勻性，以避免局部載荷集中造成過早失效，尤其是低速重載傳動(dòng)時(shí)。過早失效，尤其是低速重載傳動(dòng)時(shí)。1. F 齒向公差，齒向公差， F 齒向誤差齒向誤差

11、分度圓柱面上，沿齒寬方向，包容實(shí)際齒向線的兩條最分度圓柱面上，沿齒寬方向，包容實(shí)際齒向線的兩條最近的設(shè)計(jì)齒向線之間的距離近的設(shè)計(jì)齒向線之間的距離 原因：加工機(jī)床的導(dǎo)軌位置誤差、傳動(dòng)副裝配誤差等原因：加工機(jī)床的導(dǎo)軌位置誤差、傳動(dòng)副裝配誤差等 測(cè)量：用百分表標(biāo)準(zhǔn)圓棒，等測(cè)量：用百分表標(biāo)準(zhǔn)圓棒，等機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù) 側(cè)隙偏差指標(biāo)：側(cè)隙偏差指標(biāo)： 為保證正確的嚙合，需要有一定的側(cè)隙。為保證正確的嚙合，需要有一定的側(cè)隙。在中心距不變的情況下，通過控制齒厚來保證側(cè)隙。在中心距不變的情況下，通過控制齒厚來保證側(cè)隙。1. 規(guī)定：規(guī)定：齒厚極限偏差字母組合代號(hào)為：齒厚極限偏差字母組合代

12、號(hào)為：C D E F G H J K L M N P R S ，參見參見P234 圖圖923。 每個(gè)字母代表一個(gè)每個(gè)字母代表一個(gè)fpt 的的倍數(shù)。倍數(shù)。 fpt周節(jié)極限偏差，查表周節(jié)極限偏差，查表96機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)例如：例如：766 FL GB10095-88 齒厚下偏差齒厚下偏差 齒厚上偏差齒厚上偏差 第第III公差組的精度等級(jí)公差組的精度等級(jí) 第第II公差組的精度等級(jí)公差組的精度等級(jí) 第第I公差組的精度等級(jí)公差組的精度等級(jí)由圖：由圖：Ess = -4 fpt Esi = -16 fpt fpt的的數(shù)值查表數(shù)值查表96

13、機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)2.側(cè)隙偏差指標(biāo)側(cè)隙偏差指標(biāo)指標(biāo)指標(biāo)1：公法線平均長度偏差：公法線平均長度偏差： Ewm Wm W。 式中：式中： Wm 一周實(shí)際公法線平均值一周實(shí)際公法線平均值 W。公法線理論計(jì)算值（公稱值）公法線理論計(jì)算值（公稱值） W。 m ( 2.95212 ( n-0.5 )+0.014cosZ ) =20時(shí)時(shí) 公法線平均長度極限偏差：公法線平均長度極限偏差：Ewms Ewmi TwmEwms Ewmi 機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)2：齒厚偏差：齒厚偏差： Ess , Esi Ess Esi Ts兩種指標(biāo)的換算：兩種指標(biāo)的換算： E

14、wms Ess cos 0.72Fr sin Ewmi Esi cos 0.72Fr sin Twm Ts cos 1.44Fr sin當(dāng)當(dāng) =20時(shí)時(shí) Ewms 0.9397Ess 0. 2463Fr Ewmi 0.9397 Esi 0.2463Fr Twm 0.9397 Ts 0.4925Fr 機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)例：已知齒輪精度為例：已知齒輪精度為7級(jí)，級(jí)，m2，Z8，W9.080 實(shí)測(cè)實(shí)測(cè)W值：值：9.00 9.01 9.02 9.03 9.04 9.03 9.02 9.01 問：該齒輪是否合格？問：該齒輪是否合格？ Ewm 與與 Fw 的的區(qū)別區(qū)別-0.038-0.075解：解： 1. Ewm Wm W。= W i W。 9.02 9.08 0.06 公法線平均長度合格；公法線平均長度合格； 2. Fw Wmax Wmin = 9.04 9.00 0.04 查表查表96：Fr =0.028, Fw Fr 公法線長度變動(dòng)不合格。公法線長度變動(dòng)不合格。18i =18機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)齒厚偏差的測(cè)量：齒厚偏差的測(cè)量： EsSa S。是否在是否在 Ess Esi之間之間機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù)機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù) 9.4 9.4 漸開線圓柱齒輪的精度設(shè)計(jì)漸開線圓柱齒輪的精度設(shè)